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IBM|IBM提出速度衡量指标“CLOPS” 推动量子计算性能发展( 二 )



IBM|IBM提出速度衡量指标“CLOPS” 推动量子计算性能发展
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运行时架构和编译阶段 。Quantum Volume 基准测试的电路模式，以及它的离线编译 。（图源：IBM）
量子电路是量子计算机的基本计算单元，就像经典计算的逻辑电路 。基准测试需要执行该模型电路的许多实例，并在运行时生成的不同参数 。这个硬件-软件堆栈的各个部分都对CLOPS有贡献，包括量子处理器的重复率、门运行的速度、运行时编译、生成经典控制指令所需的时间，以及所有单元之间的数据传输速率 。
要实现最高性能的量子计算系统，需要我们完全重新思考管理量子计算程序运行的架构，这就是我们引入Qiskit Runtime的原因 。
Qiskit Runtime是一种便携式、安全、容器化的架构，在与量子处理器紧密集成的经典计算单元上运行量子程序 。同时，Qiskit Runtime允许量子计算机成为任何计算环境的一部分，以加速计算、处理任务编制和数据并传输到量子处理单元，最大限度地提高效率 。
今天，我们最快的系统每秒可以进行1400次电路层操作 。
量子硬件的改进将减少电路延迟时间、连续电路之间的空闲时间；运行时架构的进一步改进将减少数据加载的初始化时间并改进的运行时编译 。
超导量子比特是高性能量子计算的自然选择
我们的目标是开发实用的量子计算，我们相信我们的超导量子比特系统提供了推动量子计算普及的最佳机会 。其他量子体系架构可以在规模、质量和速度等某些（但不是全部）方面实现高性能 。例如，俘获离子已经显示出实现高量子体积的能力，但在解决速度方面面临挑战，而自旋量子比特可以实现高速度，但迄今为止在推动质量或规模的能力方面面临挑战 。
我们预计，当涉及到在可扩展性、质量和速度方面的性能提升时，超导量子比特将为实现这三个方面的持续增长提供最大的机会 。
事实上，我们已经在真实的科学演示中看到了速度的好处 。在2017年，我们对氢化锂分子的建模工作需要运行48亿个量子电路，这在我们之前的商业堆栈上需要花费数月到数年的时间 。但是现在，通过 Qiskit Runtime和其他改进，我们可以将计算速度提高120倍 。
如果我们希望加速量子计算机的应用，我们需要专注于量子计算机可以做的有用工作，我们需要在所有三个关键性能领域不断改进：
·我们致力于实现我们的发展路线图，Falcon (27)、Hummingbird (65) 和 Eagle (127)证明了这一点 。
·质量方面，我们正在积极推进核心研究，以改善超导量子比特的基本相干性和门误差 。
·我们现在引入了CLOPS来完善这三项性能指标 。
【IBM|IBM提出速度衡量指标“CLOPS” 推动量子计算性能发展】

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